武汉疫情自爆发以来，市场上的口罩日益稀缺，网络上也出现了“一次性口罩是否可以多次使用”的热搜话题。对于这个问题，笔者以市面上最常见的最容易获得的医用一次性口罩为实验对象，以扫描电镜为主要的研究设备，进行研究。结果发现，经过酒精和高温消杀以后的一次性口罩仍具有一定的防护能力。需要注意的是，此次实验口罩一定是受到所在区域环境的影响，污染程度高，PM2.5值过高的区域，无论如何是不推荐继续使用的，因为即使不发生疫情，口罩在污染严重地区也是会被污染到无法再次使用。此次实验笔者所在区域在青岛，主要活动区域为即墨蓝谷附近，空气质量一直比较好，在近两个星期的时间内，PM2.5的趋势变化如下图所示:
以下是青岛市即墨区空气质量状况，一直以来即墨区空气质量优良时间占大多数，口罩佩戴后，口罩并无夹杂过多污染物。
Fig1 即墨过去2周空气质量指数
医用一次性口罩滤料的工作原理：①扩散沉积：粒子布朗运动扩散位移到过滤纤维，受分子引力作用而被吸附。易捕捉小尺度粒子、细纤维和低速运动的粒子。②截留沉积：随气流运动的较大粒子被过滤材料的机械筛滤作用截留。粒子直径与滤膜纤维的直径的比率影响拦截效率。③惯性沉积：粒子通过过滤材料弯曲的网状通道时，粒子由于惯性作用脱离气流撞击过滤纤维，并受分子引力作用被截留。大粒子、高密度、速度快时截留效果好。④静电吸引沉积：粒子被过滤纤维的静电作用产生的沉积。
以上是综合各种过滤机制的协同作用，微观层面分子作用力和静电作用力以及吸附能力不在此次实验的研究范围之内，对于普通的医用一次性口罩，能发挥作用的必然是其优越的机械层面的过滤格挡能力。
Fig2医用一次性口罩
仪器设备：
使用扫描电镜从口罩微观结构上研究其微观层面机械过滤格挡能力，是本次实验的思路。海检检测有限公司设立扫描电镜实验室，配备日本电子Jsm-7610F扫描电子显微镜，搭载Thermo Scientific™ UltraDry EDS 探测器。
Jsm-7610F扫描电子显微镜具有超高分辨率，能做各种固态样品表面形貌的二次电子像以及背散射电子像。金属镀层厚度、断口形貌、电子产品芯片等的观察和分析。
能谱仪X射线微区分析系统提供卓越的分辨率和不可思议的高采集率，可针对冶金、采矿、先进材料和半导体等行业提供更快、更精确的 X-射线分析。能同时进行样品表层的微区点、线、面元素的定性、半定量及定量分析，具有形貌、化学组分综合分析能力。在冶金、化工、生物、纳米、航空航天、无损等领域，广泛用于金属材料、高分子材料、无机材料的成分分析。
Fig3 上：Jsm7610F扫描电子显微镜；中：真空干燥箱；下：JEC-3000FC真空镀金机
Jsm7610F扫描电子显微镜主要技术指标：：
(1)分辨率：分辨率（15kV 0.8nm、1kV 1.0nm）
(2)放大倍率：25～1,000,000倍
(3)加速电压：100v～30kV连续可调
(4)最大可载样品直径：25mm
(5)探针电流：pA～200nA
(6)元素检测范围：4Be～92U，分辨率127ev
实验方法：
1.将医用一次性口罩佩戴两天后用75%酒精消杀，放入真空干燥箱中升温到75℃，保温一小时，高温消杀。采用方法是根据下图所示设定的。
Fig4 网传的日本防疫指南上的新冠病毒的信息
2.将口罩剪切开，可以看到医用一次性口罩所有具有的三层结构。为得到已使用过的口罩表面全面信息，将已使用过的口罩分内外以及上中下不同部位加以区分，如Fig 5中图所示，再将未使用过的口罩分内侧外侧剪切备样，对各个位置获取微观层面信息。剪切后的口罩方片使用JEC-3000FC真空镀金机进行喷金。
Fig5 上：医用一次性口罩剪切后呈现的三层结构；中：已使用过的口罩剪切的位置分内外和上中下三个位置；下：使用和未使用的一次性口罩进行对比
3.将口罩方片用导电胶粘贴到样品台上进行备样，喷金后在电镜下进行观察，获取典型位置的微观结构，见Fig6。
（a）
（b）
（c）
(d）
（e）
(f)
（g）
(h)
Fig6 电镜下口罩的微观结构
(a)已用口罩下部内侧(b)已用口罩下部外侧(c)已用口罩中部内侧(d)已用口罩中部外侧(e)已用口罩上部内侧(f)已用口罩上部外侧(g)未使用口罩内侧(h)未使用口罩外侧
4.最后笔者将消杀过后的已用口罩继续佩戴，短时间内并未出现呼吸阻力加大的直观感受。
实验结果分析：
①口罩使用前后的口罩各个位置的纤维其直径没有明显变化，维持在20um左右；
②使用过后的口罩致密度从图片中没有看出明显变化，没有出现口罩纤维在穿戴以及消杀后，出现断裂等、空洞等破坏性因素情况；
③明显看出佩戴过的口罩纤维虽然没有损坏但是也出现了水渍干结的现象，但不影响污染颗粒病毒的机械防护，但是一定程度上会影响纤维的吸附性能和一定的活性。
④呼吸阻力变化不大，不影响正常使用；
小结：
通过以上试验，笔者认为医用一次性口罩经过合理的消毒处理后，在PM2.5符合环境要求的区域可以重复使用。但是不能麻痹大意，我们时刻要谨记做好个人防护。
（作者：海检中心材料分析实验室 王现杰、王文长）